JP4776273B2 - 静電写真式印刷装置を動作させる方法 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真式印刷装置内のシートのカールを除去するための、静電写真式印刷装置を動作させる方法に関する。

コピー機または「レーザープリンタ」などで行われるような電子写真または静電写真印刷では、紙のシートまたは透明スライド等のシート上にマーキング材料で画像を形成する。静電写真印刷プロセス中のある時点で、一般にシートを最終の定着ステップで加熱し、マーキング材料をその上に永久的に定着させる。

シートが印刷装置内の種々の処理ステーションを通過する際に、しばしばカールまたは曲がりが誘発される。このカールまたは曲がりはその製造方法によりシート材料に固有の場合もあるし、またはプリンタ内の処理ステーションとシートの相互作用によってカールが起こる可能性もある。シートがカールすると、プリンタ内でシートを処理する際に取扱い上の問題が起こり、プリンタ内で紙詰まりまたは給紙ミスなどが生じることが多い。カールが印刷処理の終盤に向けてしか誘発されないとしても、出力されたシートがカールしていることは顧客の不満点として知られているところである。

多くの電子写真プリンタでは定着器の下流にカール除去ステーションが配置されている。一般に、カール除去ステーションは、比較的固いロールに対して付勢される比較的柔らかいロール（または２つ以上のローラの周囲に配置された可撓性のあるベルト）を含み、ニップを形成する。シートがこのニップを通ると、シートに固有のカールが実際に逆方向に硬いロールに向かって曲がり、シートを平坦にする。一般に、ニップにおける硬いロールと柔らかいロールの間の圧力は、機械内のノブを手動で回したり、モータ駆動機構を用いる等によって調節可能である。（例えば、特許文献１参照）

従来の技術では、電子写真プリンタにおけるカール除去の度合に影響を及ぼすための制御システムとして、カール除去器のための制御システムへの入力は、コピー用紙の重量、転写される画像におけるマーキング材料の密度、および機械内の周囲湿度としている。（例えば、特許文献２参照）

また、従来の技術では、転写電圧および定着器温度等の種々のパラメータが制御される電子写真プリンタのための制御システムにおいて、周囲条件を推測するのに、転写電圧と関連する抵抗を利用している。（例えば、特許文献３参照）

また、従来の技術として、転写画像におけるマーキング材料の密度を入力として用いて、電子写真プリンタにおけるカール除去の度合に影響を及ぼすための制御システムがある。（例えば、特許文献４参照）

米国特許第５，２０２，７３７号明細書 米国特許第５，４１４，５０３号明細書 米国特許第５，８８７，２２０号明細書 米国特許第５，９３３，６９８号明細書

本発明は、電荷受容体と、前記電荷受容体のトナー像をシートに転写する転写ゾーンを形成する転写ステーションと、前記転写ステーションの下流でシートのカールを一方向に除去するカール除去器であって柔らかい第１のロールおよび硬い第２ロールを含み前記第２のロールに対する前記第１のロールの圧力を変えることにより前記第１のロールへの第２のロールの食込み量を調整して前記２つのロール間のニップを通過するシートに対するカール除去度を制御することができるカール除去器とを備える静電写真式印刷装置を動作させる方法であって、前記転写ステーションを定電流制御することによって生じる電圧をモニタし、前記モニタした電圧に基づいて前記カール除去器における前記第１のロールの圧力を制御することを含むことを特徴とする。

また、本発明は、前記静電写真式印刷装置を動作させる方法であって、前記カール除去器における前記第１のロールの圧力が、シートが転写ゾーンからカール除去器に移動するまでの時間差を考慮してシートごとに制御されることを特徴とする。

また、本発明は、前記静電写真式印刷装置を動作させる方法であって、前記カール除去器が、前記転写ステーションでモニタされた１枚のシート中の電圧変化パターンに応じて前記第１のロールの圧力を調整することによって１枚のシートのカール除去中にカール除去の度合を変えるように制御可能であることを特徴とする。

さらに、本発明は、上記手段に加えて、シート上のトナー量をモニタし、前記トナー量にも基づいて、前記カール除去器における前記第１のロールの圧力を制御することをさらに含むこと、あるいは、シートの特性にも基づいて、前記カール除去器における前記第１のロールの圧力を制御することをさらに含むことを特徴とする。

本発明は、転写ステーション２０とカール除去器４０の間を移動するシートまたはその一部の時間差をもちろん考慮に入れ、リアルタイムでシートごとにカール除去度の調整を行うことができ、用紙の切り替えなどで発生するシート性状の急激な変化に対しても的確にカール除去を行うことができる。

また、本発明は、１枚のシートの処理中にカール除去度を調整できる方法を簡単にできるものであり、シートが文書等の低被覆領域と暗い写真等の高被覆領域の両方を備える場合でも的確にカール除去を行うことができる。

図１は、この場合は電子写真式「レーザープリンタ」である静電写真式印刷装置の要素を示す概略の立面図である。一般に知られているように、回転式電荷受容体が感光体１０の形態で設けられる。感光体１０の外表面の一部が、ドライバ１４等からのデジタル画像データに従って変調される走査レーザ１２の動作によって画像状に放電される。次に、感光体上の画像が、その適切に帯電された領域にトナーまたは他のマーキング材料を塗布することによって現像ユニット１６において現像される。シートはスタック１８から転写ステーション２０を含む転写ゾーンにもたらされ、ここでシートがトナーを受ける。

転写ステーション２０は、本実施形態では、転写ゾーンにおいてシートに電荷を施して感光体１０上のトナーがシートに付着するようにするコロトロンを含む。種々のタイプのコロトロンが知られており、バイアス転写ロール等の他の転写装置も当該分野ではよく知られている。さらに、感光体１０からシートをはがすための分離コロトロン２２も設けてもよい。画像を形成するトナーを担持したシートが感光体１０からはがされると、シートは当該分野で既知の任意の設計の定着器３０に配向される。広くいえば、定着器の動作によって、一般にシートの画像を担持する側から離れる方向に曲がるように、シートの曲がりまたはカールを生じてしまう傾向にある。シートに誘発されるカールは、定着器ロールの表面からシートを剥離するのに必要なトナーと紙の曲がり、およびトナーをシートに定着させるために付与されるエネルギによる乾燥の差による複雑な結果である。シートの「カールを除去する」ために、定着器３０の下流にカール除去器４０が設けられる。上で参照した特許文献に種々の設計のカール除去器が開示されている。一般に、カール除去器４０は、互いに対して付勢され、その間でニップを形成する硬質ロール４２と軟質ロール４４とを含む。シートは、ニップを通る際に、わずかに硬質ロール４２を包むようにされ、硬質ロール４２がシートを元のカール方向から曲げ戻すようにすることにより、実質的にシートを平坦にする。

制御可能なカール除去器は、シートに付与するカール除去の度合を適度に微調整することができる。カール除去器はシートを平坦にするのにちょうど十分なだけシートを曲げ戻すようにするべきであり、カール除去をしすぎると逆方向にシートをカールしてしまうことになる。物理的に、曲げ戻しの量は、硬質ロール４２と軟質ロール４４（または可撓性のあるベルト等、軟質ロールの均等物）の間の圧力量として、または硬質ロール４２による軟質ロール４４の「食込み」量として表される。本実施形態では、ニップ圧力または食込み度はソレノイド４６によって確立されるが、ねじ、カム等を含む任意の数の圧力または食込み度調整機構が当該分野でよく知られている。ソレノイド４６は、以下に詳細に説明する制御システム４８によって特定の圧力または食込み度を出力するように制御される。

転写ステーション２０を制御する制御システム２４は、転写動作中に転写ステーション２０がシートおよび感光体１０に定電流を流すようにさせるよう設計されている。比較的水分含有量の多いシートはトナー転写を行うのにより多くのエネルギを必要とする。制御システム２４が転写ゾーンにおいて定電流を維持するようにされている場合、水分含有量の多いシートが存在することによって定電流を維持しようとして転写ステーション２０による電圧ドレインがより高くなる。同時に、水分含有量が比較的多いシートは定着処理を経る際に、よりカールができやすい。従って、シートの水分含有量が多いことがわかっている場合、ニップ圧力または食込み度を増大すること等によってカール除去器４０におけるカール除去の度合を増すのがよい。つまり、水分含有量の多いシートには、転写時により高い電圧ドレインと、カール除去器４０におけるより大きなカール除去の双方が必要となる。

図１に示されるように、転写ステーション２０を制御する制御システム２４は、カール除去器４０を制御する制御システム４８に情報を与える。（制御システム２４,４８のいずれも、装置全体のより大きく、より一般的な制御システムの一部であってもよいが、明確にするために各々を別個に図示している。）実際に、転写ゾーンの特定のシートに対する電圧ドレインを表す制御システム２４からの信号は制御システム４８に送られる。高電圧ドレインを表す信号であれば、制御システム４８によって受信されると、カール除去の度合を比較的高くする、すなわちロール４２,４４間の圧力または食込み度を高くするよう指令するであろう。このように、実際に水分含有量が多いことを転写ステーション２０が検出すると、シートがカール除去器４０に達するころには、カール除去器４０によってその特定のシートに適切なカール除去度が与えられるようにされる。このように、本発明は、転写ステーション２０とカール除去器４０の間を移動するシートまたはその一部の時間差をもちろん考慮に入れ、リアルタイムでシートごとにカール除去度の調整を行うことができる。

本実施形態では、シートの水分含有量が直接測定されており、単に周囲湿度から推測されているわけではない。先に参照した特許文献の中には、湿度計などによって機械の周囲湿度を測定し、その測定値をカール除去器の制御システムで使用しているものもある。周囲湿度を利用したシステムでは、カール除去器の調整をシート毎に行うことができないばかりか、比較的短期の調整もできない。さらに、ある特定の時点での周囲湿度とシートの水分含有量の間に確かな相関関係がない恐れもある。印刷装置が複数の切り替え可能な供給紙スタックを有する（これは透明材または他のプラスチックベースのストックも含み得る）場合、または新しい供給紙が装填される場合、あるシートとその直後のシートでは水分含有量が大きく異なる可能性もあり、このような急激な変化は測定される周囲湿度からは明らかとはならないであろう。

システム全体またはその任意の部分の精度により、制御システム２４からの信号に対する制御システム４８の応答をかなり線形としてもよいし、または測定された水分含有量に適切なカール除去度をあわせるレベルを離散的にいくつか有するようにしてもよい。２値システムで、単に、転写ステーション２０における水分含有量の測定値または電圧ドレインが所定の閾値を超えるときだけ、一定量のカール除去を追加するようにしてもよい。より洗練されたシステムでは、画像を一枚のシートに転写する過程における（前縁、中間、後縁などでの）電圧ドレインの変化のパターンまたはプロファイルを認識し、それに従ってカール除去器４０の動作を調整してもよい。本発明は、１枚のシートの処理中にカール除去度を調整できる方法を簡単にできるものであり、シートが文書等の低被覆領域と暗い写真等の高被覆領域の両方を備える場合に有用であろう。

各シートの水分含有量の測定値に加え、カール除去器４０を支配する制御システム４８に他の入力を与えてもよい。たとえば、所定の時間に供給される、シートの重量、コーティング等の特性をユーザインタフェース５０から入力し、ストックが引き出されるときに呼び出してもよい。入力データのタイプでもうひとつ関連するものとして、シート上のトナーまたは他のマーキング材料の量が挙げられる。このデータは、その特定のシートに対して変調レーザを制御するドライバ１４からのデータからの画素数またはその均等物によって得ることができる。これらのすべての入力値をカール除去器４０を制御するためのアルゴリズムに入力してもよい。

図１では単純なモノクロ電子写真プリンタが図示されているが、この説明は、たとえば二重ループ等を備えた両面印刷のできるプリンタ等を考慮しても、同様に適用できる。この説明はまた、トナーを単一の中間転写ベルトに施す複数の感光体を備えたプリンタ（カラープリンタ等）にも有効であり、この場合、中間転写ベルトが電荷受容体であり、転写ステーションは、中間転写ベルトが蓄積トナーを印刷シートに転写する場所となる。

電子写真式印刷装置の要素を示す概略立面図である。

符号の説明

１０ 感光体、２０ 転写ステーション、３０ 定着器、２４，４８ 制御システム、４０ カール除去器、４２ 硬質ロール、４４ 軟質ロール。

Claims (5)

1. 電荷受容体と、前記電荷受容体のトナー像をシートに転写する転写ゾーンを形成する転写ステーションと、前記転写ステーションの下流でシートのカールを一方向に除去するカール除去器であって柔らかい第１のロールおよび硬い第２ロールを含み前記第２のロールに対する前記第１のロールの圧力を変えることにより前記第１のロールへの第２のロールの食込み量を調整して前記２つのロール間のニップを通過するシートに対するカール除去度を制御することができるカール除去器とを備える静電写真式印刷装置を動作させる方法であって、
   前記転写ステーションを定電流制御することによって生じる電圧をモニタし、
   前記モニタした電圧に基づいて前記カール除去器における前記第１のロールの圧力を制御する
   ことを含むことを特徴とする方法。
2. 請求項１に記載の方法であって、前記カール除去器における前記第１のロールの圧力は、シートが転写ゾーンからカール除去器に移動するまでの時間差を考慮してシートごとに制御されることを特徴とする方法。
3. 請求項１に記載の方法であって、前記カール除去器が、前記転写ステーションでモニタされた１枚のシート中の電圧変化パターンに応じて前記第１のロールの圧力を調整することによって１枚のシートのカール除去中にカール除去の度合を変えるように制御可能であることを特徴とする方法。
4. 請求項１に記載の方法であって、
   シート上のトナー量をモニタし、
   前記トナー量にも基づいて、前記カール除去器における前記第１のロールの圧力を制御することをさらに含むことを特徴とする方法。
5. 請求項１に記載の方法であって、
   シートの特性にも基づいて、前記カール除去器における前記第１のロールの圧力を制御することをさらに含むことを特徴とする方法。

Images